Марки жаропрочной нержавеющей стали

Марки жаропрочных сталей и вся информация о них

Различные марки жаропрочных и жаростойких сталей и сплавов признаются лучшим материалом для изготовления конструкций, функционирующих в особо сложных и агрессивных средах.

1 Жаростойкие сплавы и стали – что это?

Окалиностойкость, иначе называемая жаростойкостью, представляет собой способность тех или иных сплавов либо металлов противостоять на протяжении длительного времени при повышенных температурах газовой коррозии. А под жаропрочностью понимают способность металлических материалов не поддаваться разрушению и пластической деформации при высоких температурных режимах работы.

Ненагруженные конструкции, которые применяются при температурах в районе +550 °С в газовой окислительной атмосфере, обычно изготавливаются из жаростойких металлов. К указанным изделиям часто относят элементы нагревательных печей. Сплавы на базе железа при температурах выше указанных 550 градусов склонны к активному окислению, в результате коего на их поверхности формируется оксид феррума. Это соединение характеризуется элементарной кристаллической решеткой с недостатком атомов кислорода, что приводит к появлению окалины хрупкого типа.

Увеличить жаростойкость стали удается тогда, когда в нее вводят такие элементы, как кремний, хром, алюминий.

Они способны создавать с кислородом совершенно другие решетки – с очень плотным и надежным строением. Уровень легированности композиции (количество требуемых добавок) подбирают с учетом температуры, при которой планируется применять изделие, изготовленные из него.

Максимальная жаростойкость присуща материалам на базе никеля (сильхромам). К таковым, в частности, относят следующие марки стали:

36Х18Н25С2;
15Х25Т;
08Х17Т;
15Х6СЮ.

Вообще, жаростойкость сталей будет тем выше, чем больше в них имеется хрома. Некоторые марки стальных композиций способны без ухудшения своих начальных свойств работать даже при температурах в районе 1150 °С.

2 Жаропрочные сплавы и стали – что они собой представляют?

Марки таких сталей идеальны для производства изделий, функционирующих в условиях, когда присутствует явление ползучести и, естественно, повышенные температуры. Ползучестью называют склонность металла к медленной деформации (пластической) при неизменной температуре под влиянием постоянной нагрузки.

Жаропрочность сплавов зависит от вида имеющейся ползучести, которая может быть:

длительной;
кратковременной.

Последняя устанавливается в ходе специально проводимых анализов на растяжение изделий. Обследования осуществляются в течение непродолжительного времени при заранее заданной температуре в нагревательной печи.

А длительная ползучесть определяется, как вы сами понимаете, на протяжении большего времени воздействия на сталь. И в данном случае главное значение имеет величина предела ползучести – наибольшее напряжение, вызывающее разрушение испытуемого изделия при конкретном времени воздействия и температуре.

3 Марки жаростойких и жаропрочных сталей – классификация и описание

По состоянию своей структуры такие сплавы бывают:

мартенситно-ферритными;
перлитными;
аустенитными;
мартенситными.

А жаростойкие сплавы дополнительно подразделяются еще на:

аустенитно-ферритные или мартенситные;
ферритные.

Известны следующие марки мартенситных сталей:

3Х13Н7С2 и 4Х9С2 (используются при температурах 850–950° в клапанах автодвигателей);
Х5М, 1Х12H2ВМФ, 1Х8ВФ, Х6СМ, Х5ВФ (применяются для производства узлов и разнообразных деталей, работающих в течение 1000–10000 часов при температурах от 500 до 600°);
Х5 (из них делают трубы для использования при температурах не более 650°);
1Х8ВФ (применяются для изготовления компонентов паровых турбин, функционируют без потери свойств в течение 10000 часов и более при температуре до 500°).

Мартенситные сплавы получаются из перлитных при повышении в последних количества хрома. Непосредственно к перлитным относят следующие жаростойкие и жаропрочные стали: Х13Н7С2, Х7СМ, Х9С2, Х10С2М, Х6СМ, Х6С (то есть все виды хромомолибденовых и хромокремнистых составов). Их закаливают при температурах 950–1100 градусов, а затем (при 8100 градусах) выполняют отпуск стали, что позволяет получить твердые материалы (по шкале HRC – не менее 25 единиц) со структурой сорбита.

Жаростойкие ферритные стали имеют мелкозернистую структуру после их отжига и термообработки. В таких композициях присутствует от 25 до 33 процентов хрома. Используются они для пиролизного оборудования и теплообменников. К ферритным сталям относят далее указанные марки: Х28, Х18СЮ, Х17, Х25Т, 0Х17Т, 1Х12СЮ. Отметим, что их нельзя нагревать более 850 градусов, так как в этом случае изделия станут хрупкими за счет своей крупнозернистой структуры.

Мартенситно-ферритные сплавы хорошо зарекомендовали себя при производстве машиностроительных деталей, которые планируется использовать при 600° на протяжении существенного времени. Такие жаропрочные стали (1Х13, 1Х12В2МФ, 1Х12ВНМФ, Х6СЮ, 2Х12ВМБФР, 1Х11МФ) легируются молибденом, вольфрамом, ванадием, а хрома в них, как правило, содержится от 10 до 14 процентов.

4 Аустенитно-ферритные и аустенитные жаростойкие сплавы

Наибольшей востребованностью пользуются аустенитные стали, структура коих обеспечивается наличием никеля, а жаростойкость – наличием хрома. В подобных композициях иногда встречаются незначительные включения ниобия и титана, углерода в них очень мало. Аустенитные марки при температурах до 1000° успешно противостоят процессу появления окалины и при этом относятся к группе антикоррозионных сталей.

Сейчас чаще всего предприятия используют описываемые материалы, относимые к дисперсионно-твердеющей категории. Их делят на два вида в зависимости от варианта применяемого упрочнителя – интерметаллического либо карбидного. Именно процедура упрочнения придает аустенитным сталям особые свойства, так востребованные промышленностью. Известные сплавы данной группы:

дисперсионно-твердеющие: 0Х14Н28В3Т3ЮР, Х12Н20Т3Р, 4Х12Н8Г8МФБ, 4Х14Н14В2М (оптимальны для изготовления клапанов двигателей транспортных средств и деталей турбин);
гомогенные: 1Х14Н16Б, Х25Н20C2, Х23Н18, Х18Н10T, Х25Н16Г7АР, Х18Н12T, 1Х14Н18В2Б (указанные марки находят свое применение в сфере выпуска арматуры и труб, работающих при больших нагрузках, элементов выхлопных систем, агрегатов сверхвысокого давления).

Аустенитно-ферритные сплавы имеют очень высокую жаропрочность, которая намного больше обычных высокохромистых материалов. Достигается это за счет уникальной стабильности их строения. Такие марки стали нельзя применять для производства нагруженных компонентов из-за их повышенной хрупкости. Зато они прекрасно подходят для изготовления изделий, функционирующих при температурах близких к 1150 °С:

пирометрических трубок (марка – Х23Н13);
печных конвейеров, труб, емкостей для цементации (Х20Н14С2 и 0Х20Н14С2).

5 Тугоплавкие сплавы и металлы

В тех случаях, когда требуется изготовить детали, которые смогут применяться при температурах от 1000 до 2000 градусов, используются стали на основе тугоплавким металлов. К ним относят элементы, характеризуемые следующими температурами плавления (в градусах):

3410 – вольфрам;
около 3000 – тантал;
2415 – ниобий;
1900 – ванадий;
1855 – цирконий;
3180 – рений;
около 2600 – молибден;
почти 2000 – гафний.

Данные металлы деформируются (пластически) при нагреве, что обусловлено высокой температурой их изменения в хрупкое состояние. При нагреве до величин рекристаллизации формируется волокнистая структура тугоплавких металлов и наклеп. Показатель жаропрочности таких материалов обычно увеличивают привнесением специальных добавок. А их защита при температурах более 1000 градусов от окисления обычно выполняется легированием с использованием молибдена, тантала, титана и других элементов.

Часто используются тугоплавкие сплавы с такими составами:

30 % рения + вольфрам;
40 % ниобия + 60 % ванадия;
48 % железа + 1 % циркония + 5 % молибдена + 15 % ниобия;
10 % вольфрама + тантал.

6 Особенности сталей на основе никеля и системы железо-никель

Указанные сплавы, жаростойкость и жаропрочность которых очень высока, имеют в своем составе свыше 55 % никеля и более 65 % комплекса никель + железо. Базовым элементом в обоих видах композиций при этом является хром (его содержится от 14 до 23 %).

Более высокие показатели стойкости и прочности при повышенных температурах демонстрируют стали на основе никеля: ХН60В, ХН75МБТЮ, ХН60Ю, ХН78Т (жаропрочные) и ХН77ТЮ, ХН70МВТЮБ, ХН70ВМЮ, ХН70, ХН67ВМТЮ (жаростойкие). Обусловлен сей факт процессом формирования на их поверхности при высоких температурах оксидной алюминиевой и хромовой пленки, а также (в твердых растворах) – соединений алюминия и никеля, титана и никеля.

В никелевых сплавах из-за несущественного содержания в них углерода никогда не появляются карбиды. А их упрочнение – это последствие твердения, характеризуемого дисперсной природой, после выполнения термообработки. Под такой обработкой понимают:

создание твердой однородной композиции никеля и легирующих добавок;
следующее за этим старение металла (температура процесса – около 750 градусов, иногда — 800).

В процессе распада твердого пересыщенного состава формируются металлические упрочняющие компоненты, которые существенно увеличивают показатель жаропрочности стали и ее сопротивляемость деформациям.

Назначение и марки сталей с никелем, с никелем и железом:

составляющие газовых конструкций – ХН35ВМТЮ;
элементы турбин – ХН35ВТР;
диски и лопатки компрессоров – ХН35ВТЮ;
роторы турбин – ХН35ВТ, ХН35ВМТ.

Где применяют и как делают нержавеющую сталь

Большой рывок в развитии металлургической промышленности сделали разработка и получение нержавейки. Нержавеющая сталь имеет высокий уровень антикоррозионной защиты. Легирующие элементы, входящие в состав, образуют поверхностную оксидную пленку, защищающую материал от воздействия агрессивных сред.

Сырьем для производства является чугун или отработанный металлопрокат. В полученный из него расплав добавляются хром, титан, молибден, никель. Содержание хрома в антикоррозионной стали от 10,5%. Сплав содержит также углерод, придающий материалу необходимую твердость и прочность. Количество данного вещества не должно превышать 1,2%.

Классификация

В металлургической промышленности различают более двухсот видов легированных сплавов. Они отличаются присутствием в составе разного количества дополнительных химических элементов.

Существует четыре основных типа нержавейки.

Ферритные. Это малоуглеродистые сплавы, содержащие более 20% хрома, менее 0,15% углерода. Они имеют объемную кристаллическую структуру. Прочные, пластичные. Сталь данного вида обладает магнитными свойствами.
Аустенитные. Коррозионностойкие сплавы, имеющие в составе 18% хрома, от 8 до 9% никеля. Они сохраняют пластичность в холодном и горячем состоянии, хорошо поддаются сварке, обладают высокой прочностью. Существуют нестабилизированные и стабилизированные марки. Для последних сортов характерно присутствие титана и ниобия.
Мартенситные. Стали данного вида содержат 17% хрома, 0,05% углерода. Металлы пластичны, обладают упругостью, не вступают в реакцию с агрессивными средами. Они не подвержены воздействию высоких температур, считаются износостойким материалом.
Комбинированные. Существуют аустенитно-ферритные и аустенитно-мартенситные стали. Разработка и производство таких сплавов проводится под требования заказчика.

Читайте также Участок земли в трубино

Маркировка нержавеющей стали

В России легирующие сплавы производятся в соответствии ГОСТ 5632-2014. Маркировка — сочетание цифр и буквенного обозначения. Число, стоящее в начале, говорит о содержании углерода в сплаве. Цифры, расположенные после букв, указывают среднюю массовую долю легирующего элемента, который указывается в виде букв русского алфавита.

Состав зарубежных марок нормируется стандартами, существующими в стране производителя. В Российской Федерации популярны стали AISI, получившие название от американского научно-исследовательского института «The American Iron and Steel Institute». Первая цифра указывает на тип сплава, две последующих говорят о порядковом номере во всей группе данного класса. Сниженное количество углерода в системе AISI обозначается дополнительной буквой L.

Таблица соответствия популярных зарубежных марок с российскими аналогами

Марка стали	ГОСТ 5632-2014	AISI
Ферритная	08Х13; 12Х13; 12Х17	409; 410; 430
Аустенитная	12Х18Н10Т; 08Х18Н10; 08Х17Н13М2	321; 304; 316
Мартенситная	20Х13; 30Х13; 40 Х13	420

Достоинства нержавеющих сталей

С развитием экономического и научно-технического прогресса растут требования к качеству материалов, используемых в областях народного хозяйства.

Преимущества легированных металлов:

Высокий уровень антикоррозионных свойств.
Соответствие нормам, предусмотренным правилами пожарной безопасности.
Надежность, долгий срок службы без изменения технических характеристик.
Идеально сочетание с любыми строительными материалами.
Многообразие поверхностей: шлифованная, полированная, матовая, декоративная.
Широкий выбор металлопрокатной продукции.
Простота в обработке, формовании, сборке деталей, выполненных из данного вида стали.
Большой ассортимент марок, обладающих уникальными свойствами.
Экологическая безопасность, гигиена.

Применение

Перечисленные преимущества способствуют удержанию лидирующих позиций на рынке металлопроката. Антикоррозионные сплавы являются незаменимым материалом в тяжелом машиностроении, энергетической, нефтегазовой и сельскохозяйственной сферах.

Материал востребован в следующих областях народного хозяйства:

Строительство, архитектура;
производство оборудования, инструментов медицинского назначения;
целлюлозно-бумажное производство;
пищевая промышленность;
транспортное машиностроение;
химическая промышленность;
электроэнергетика и электроника;
производство бытовой техники и предметов домашнего хозяйства.

Декоративные качества нержавеющих металлов и высокий уровень антикоррозионных свойств дают возможность использовать изготовленные из них детали и элементы для фасадов, рекламных установок, витрин, фонтанов. Из легированного материала изготавливают перила, двери, лестницы, лифты.

Жаропрочная нержавеющая сталь

К категории жаропрочных материалов относятся сплавы, способные под воздействием температур свыше 550º С сохранять свою структуру и не менять качественных характеристик. Химический состав и маркировка данного вида регламентирует ГОСТ 5632 — 2014. По способу производства такая нержавейка бывает литейной и деформируемой.

Металлы различаются по способности выдерживать определенные нагрузки при высоких температурах. В соответствии с этими показателями выделяют три вида нержавейки.

Теплоустойчивая нержавеющая сталь. Не поддается коррозии при 600°С.
Жаростойкая. Проявляет инертность к агрессивным средам при температурах свыше 550°С.
Жаропрочная. Противостоит механическим нагрузкам при 400 — 850°С.

По составу материалы с повышенной жаропрочностью бывают:

Мартенситные. Марки, произведенные с применением перлитных добавок. Смесь металлов подвергается закалке при 950 — 1100 ºС. Полученные сплавы содержат более 0,15 % углерода, 11-17 % хрома и небольшое количество никеля, вольфрама, молибдена, ванадия. Они не вступают в реакцию со щелочами и кислотами. Продолжительное нахождение во влажной среде не отражается на их технических характеристиках.
Аустенитные. Стали имеют гомогенную или гетерогенную структуру. В гомогенном составе, не подвергаемом закалке, содержится повышенное количество углерода и максимум легирующих элементов: Ni, Сг, Мп, Mo, V, Nb. Такие сплавы устойчивы к температурам до 500°С. К данному классу относятся: 06Х14Н6Б, 08Х18Н12Т, 20Х23Н18, 07XI6H9M2. Гетерогенные марки в процессе производства проходят закалку и старение. Это необходимо для образования карбидных, карбидно-нитридных и интерметаллидных соединений. Они упрочняют границы матрицы и придают необходимую жаростойкость сплаву при температурах от 700 до 750°С. Представителями данного вида являются стали: 08Х17Н13М2Т, 20Х25Н20С2, 45Х14Н14В2М.
Никелевые и кобальтовые. Это одни из лучших жаропрочных материалов, способных сохранять в неизменном виде все технические параметры при температурных режимах до 900°С. Эти марки делятся на гомогенные и гетерогенные сплавы. К ним относятся: ХН77ТЮ, ХН55ВМТФКЮ, ХН70МВТЮБ.

Применение жаропрочных сталей

Легированные металлы, устойчивые к высоким термическим нагрузкам, используются для производства труб, изготовления деталей, составных частей машин, агрегатов, промышленного оборудования. В этот список входят:

детали термических печей;
детали конвейерных лент транспортеров печей;
установки для термообработки;
камеры сжигания топлива;
моторы, газовые турбины;
аппараты для конверсии метана;
печные экраны;
выхлопные системы; нагревательные элементы.

Жаропрочный нержавеющий металл – лучший материал для производства деталей и механизмов, эксплуатация которых будет проходить в агрессивных средах, при повышенных температурах.

Таблица соответствия зарубежных и российских марок

Класс стали	AISI	ГОСТ 5632-2014
Аустенитные	303	12Х18Н9

Полированная нержавеющая сталь

Данный вид нержавейки представляет собой материал с абсолютно гладкой поверхностью и высоким отражающим эффектом. Технологический процесс ее производства отличается от остальных видов нержавейки способом обработки поверхности. Она проводится на специальном оборудовании с использованием контрольно-измерительных приборов.

Этапы шлифовки листового проката.

Обработка абразивными материалами с помощью специальной ленты.
Шлифование мелкозернистыми шкурками или щетками.
Финишная отделка шлифовальными кругами до зеркального состояния.

Сферы применения полированного нержавеющего металлопроката:

Трубы со шлифованной поверхностью используются для транспортировки нефти, газа, жидких пищевых продуктов и спирта.
Полированный металлопрокат востребован у дизайнеров. Он позволяет создавать креативные архитектурные проекты.
Материал широко используется для изготовления бытовой техники, медицинского оборудования и инструмента, приборов для пищевой промышленности.

Полированные легированные металлы применяют во всех областях народного хозяйства, где требуется абсолютно гладкий и прочный материал, отвечающий нормам экологической безопасности.

Пищевая нержавеющая сталь

Данный вид металлопроката относится к шлифованным и отличается от остальных сортов особым способом обработки его поверхности. Финишный слой материала пищевого назначения шлифуется до появления блеска. Данный вид нержавейки экологически безопасен, не вступает в реакцию с кислотами, щелочами, моющими средствами.

Популярные марки и их применение:

08Х18Н10 – широко используется для выпуска пищевого оборудования.
08Х13 – металл, подходящий для изготовления кухонной посуды, столовых принадлежностей.
20Х13, 40Х13 – идеальный материал для производства моек и емкостей, в которых проводят тепловую и гигиеническую обработку продуктов. Его используют для выпуска оборудования, предназначенного для производства вина, спирта, продуктов питания.
08Х17 – востребованный материал для посуды, подвергающейся воздействию высоких температур.

Оптимальное количество легирующих элементов, входящих в состав нержавейки, образует защитную пленку на поверхности металла. Использование данного вида стали необходимо для производства изделий, которые подвергаются долгому воздействию паров воды, нагреванию и кипячению жидких пищевых продуктов. Благодаря свойствам пищевой стали при приготовлении еды не происходит химического взаимодействия между продуктами и емкостью, в которой они находятся.

Заключение

Развитие научно-технического прогресса и появление современных синтетических материалов не оказали влияние на востребованность нержавеющей стали. Залогом ее популярности являются уникальные свойства. Повышенная стойкость к коррозии и высоким температурным нагрузкам, надежность, сохранение технических характеристик в процессе длительной эксплуатации, соответствие нормам экологической безопасности.

Используемая литература и источники:

Л. Н. Паль-Валь, Ю. А. Семеренко, П. П. Паль-Валь, Л. В. Скибина, Г. Н. Грикуров. Исследование акустических и резистивных свойств перспективных хромо-марганцевых аустенитных сталей в области температур 5—300 К
Скороходов В. Н., Одесский П. Д., Рудченко А. В. «Строительная сталь»
The Discovery of Stainless Steel(англ.). British Stainless Steel Association
Статья на Википедии

Жаропрочная нержавеющая сталь

Компания «МПСтар» реализует жаропрочные листы, трубы, прутки и другой металлопрокат из нержавеющей стали по минимальным ценам в ассортименте. При необходимости осуществляем продажу кусками/заготовками. Также мы оказываем сопутствующие услуги по металлообработке, упаковке, хранению и доставке товара в различные регионы России.

Обеспечим Вам комфортный сервис полного цикла. Гибкая система скидок. Свой автопарк — бесплатная доставка по Москве в течение 1 дня. Доставка в регионы за 2-3 суток (бесплатная доставка до терминала транспортной компании).

Характеристики и химический состав

Жаропрочная сталь не боится воздействия различных химических веществ и не изнашивается в условиях постоянной эксплуатации при повышенных температурах. Этого удается достичь за счёт большой доли легирующих компонентов, упрочняющих решетку материала и не позволяющие быстро распространяться окислительным процессам. При этом сталь не будет менять форму при воздействии больших температур, а также не станет покрываться ржавчиной.

Жаропрочную нержавейку условно делят на 4 категории:

мартенситные стали с малым содержанием хрома (до 13%) и углерода (до 1%);
аустенитные стали с большой долей хрома и никеля (до 25%) и молибдена (до 6%);
ферритные стали, в которых практически отсутствует карбон (до 0,2%), но содержится до 27% хрома;
сорта с ферритными и аустенитными свойствами, в которых содержится до 28% соединений хрома и до 8% никеля.

В нашем ассортименте представлены различные марки жаропрочных нержавеющих сталей:

AISI 309 (20Х20Н14С2) – сплав с большим содержанием никеля и хрома;
AISI 310 (20Х23Н18) – тугоплавкий материал, который может работать в условиях восстанавливающей или окисляющей среды при температурах около 1000 градусов;
10Х23Н18 – аналог вышеназванной стали с меньшей долей хрома;
AISI 314 (20Х25Н20С2) – аустенитный сплав для использования при максимально жарких условиях.

Цена проката нержавеющей жаропрочной стали

Лист нержавеющий жаропрочный	Наличие, размеры и цены уточняйте в каталоге.
Труба нержавеющая жаропрочная	Наличие, размеры и цены уточняйте в каталоге.

Уточнить информацию по актуальному ассортименту предлагаемых нами изделий из нержавейки, Вы можете у наших менеджеров.

Сферы применения

Эксплуатируются различные жаростойкие марки стали по разному, во многом их предназначение определяют легирующие компоненты:

AISI 309 подходит для производства фрагментов печного и конвейерного оборудования;
AISI 310 применяется для производства транспортеров печей, ДВС и других камер сжигания, турбин, дверей и моторов;
AISI 310S подходит для изготовления оборудования, используемого для транспортировки газов при высокой температуре – это могут быть системы отвода выхлопных газов, газопроводы или турбины;
AISI 314 используется при производстве печей за счёт максимальных тугоплавких свойств.

Купите жаропрочную нержавейку выгодно.

Предлагаем купить прокат нержавеющей жаропрочной стали на выгодных условиях:

Большой выбор сортамента и типоразмерного ряда.
Возможность дополнительной обработки металла — резка, гибка, цинкование, перфорация
Продажа кусками и заготовками
Реализация изделия, как оптом, так и в розницу.
Цены без комиссий посредников.
Различные способы и условия оплаты.
Гибкая система скидок для оптовых и постоянных партнеров.
Бесплатные профессиональные консультации.
Возможность предварительной комплектации заказа на складе.
Быстрые сроки доставки. Отгрузка оплаченного товара в течение суток по Москве.
Доставка в регионы России за 2-3 дня. При необходимости мы самостоятельно просчитаем и закажем услуги транспортной компании. Доставка до терминала транспортной компании бесплатная.
Упаковка товара в соответствии с требованиями заказчика. Есть возможность использования нескольких типов упаковки: полиэстеровой ленты ПЭТ и полиэтиленовой пленки ПВХ.
Возможность хранения товара на нашем складе до отгрузки.
Возврат товара в соответствии с законодательством РФ.

Продажа жаропрочной нержавеющей стали со склада в Москве.

Продажа жаропрочной нержавейки, осуществляется со склада в Москве, расположенного по адресу: 111123, г. Москва, ш. Энтузиастов, д. 56, стр. 44

Получить оплаченный товар можно путем самовывоза или с помощью доставки, которую осуществит наша компания. Собственный автопарк, состоящий из автомобилей различной тоннажности, позволит нам недорого и оперативно доставить заказ до Вашего объекта.

При заказе продукции от 100 кг. доставка будет для Вас бесплатной.

Отгрузка и доставка оплаченного товара производится в течение одних суток.

Телефон отдела продаж в Москве: +7 (495) 662-73-93

Телефон отдела продаж в регионах: 8-800-200-73-93

Сравнение жаростойких и коррозионностойких сталей и сплавов

В статье сравниваются коррозионностойкие (нержавеющие) стали и жаростойкие сплавы. Приведена классификация сталей и сплавов, описаны химический состав, свойства, области применения.

Коррозионностойкие и жаростойкие сплавы и стали используются при производстве ответственных деталей машин, аппаратов, приборов и технологического оборудования практически для всех отраслей промышленности. Главное общее свойство, присущее этим материалам – стойкость к разным видам коррозии в агрессивных средах и стабильность параметров при высоких температурах. Различаются они физико-механическими характеристиками, а также химическим составом, точнее, типом и объемом дополнительных химических элементов (легирующих добавок), введенных в базовую основу – железо или никель, которые и придают конечному материалу определенные качества.

Фланцы из коррозионностойкой стали

Классификация

Жаростойкие и коррозионностойкие стали и сплавы классифицируют по ГОСТ 5632-72 исходя из их ключевых физико-механических свойств.

Коррозионностойкие стали и сплавы отличаются способностью противостоять коррозионным процессам под воздействием широкого спектра естественных и искусственных коррозионных сред: атмосферной (в атмосфере воздуха, в условиях любого влажного газа), подводной, подземной (почвенной), щелочной, кислотной, солевой, под воздействием блуждающего тока и т.д. Окалиностойкие жаростойкие сплавы обладают долговременной стойкостью к химическому и электрохимическому разрушению (окислению) поверхности в агрессивных газообразных средах при температурах свыше 500-550°С, при работе без высоких нагрузок.

Легирование

Формирование специальных свойств коррозионно — и жаростойких сплавов и сталей производится способом легирования. Осуществляется легирование путем введения определенного количества хрома (Cr) и/или никеля (Ni) в расплав базового металла. У некоторых типов сталей и сплавов допускается наличие дополнительных легирующих, а также незначительного количества случайно попавших элементов, но никель и хром в их составе всегда имеет наибольшую массовую долю в соотношении к остальным примесям и добавкам.

Химический состав коррозионностойких сталей и сплавов

Наиболее распространенные коррозионностойкие стали и сплавы делятся на хромистые и хромоникелевые, в которых основным легирующим элементом выступает хром в соотношении не менее 10,5-13% от общей массы сплава, предназначенный для образования на его поверхности защитной оксидной пленки Cr₂O₃. Для стабилизации аустенитной структуры стали в нее добавляется никель (8-25%), для повышения прочности – углерод (0,1-2%), для увеличения стойкости к перепадам температур – титан (0,6-0,8%). В роли дополнительных легирующих элементов используют молибден, медь, ниобий, кремний, марганец и др. Аустенит – это одна из фаз состояния структуры кристаллической решетки стали и сплавов на основе железа с концентрацией углерода до 2%, обеспечивающая им максимальную стойкость к коррозии при высоких температурах. В большинстве сталей и сплавов кристаллическая решетка приобретает устойчивую (стабильную) аустенитную структуру только при нагреве до 727°С и выше. Формируется аустенитная структура путем введения в сплав определенных легирующих элементов (добавок), которые называют аустенизаторами. К числу аустенизаторов относят никель, кобальт, углерод, азот, медь и пр.

Бак из коррозионностойкой стали

Свойства коррозионностойких сталей и сплавов

Когда сплав обогащается хромом в объеме свыше 13%, то в сочетании с другими легирующими компонентами получается прочная нержавеющая сталь с повышенными коррозионно — и жаростойкими свойствами, а также с высокой устойчивостью к воздействию кислот и т.п. Например, коррозионностойкая сталь марки 08Х18Н10 может эксплуатироваться в средах средней агрессивности при температурах до 600°С. Жаростойкость сталей марки 36Х18Н25С2 и 15Х6СЮ достигает 800°С, марки 12Х17 – 900°С, а нержавеющая сталь марки 15Х25Т способна сохранять устойчивость к коррозии (окалиностойкость) при температуре в 1100°С (кратковременно).

Химический состав жаростойких сплавов

В отличие от коррозионностойких сталей, изготавливаемых на основе железа с легированием хромом и никелем, жаростойкие сплавы производятся на основе никеля. Именно большая массовая доля никеля (не менее 55%), температура плавления которого равна 1455°С, обеспечивает сплавам защиту от коррозии и физическую стабильность при работе в различных средах при очень высоких температурах. Чтобы увеличить и без того высокую жаропрочность сплава, никель легируется хромом (15-23%) и в незначительном объеме (1-5%) обогащается тугоплавкими металлами (кремний, молибден, титан, марганец, вольфрам, тантал, ниобий и др.) с температурой плавления выше 1700°С. Для экономии дорогостоящего никеля в состав некоторых марок сплава вводят железо (до 25%).

Свойства жаростойких сплавов

Одним из наиболее распространенных жаростойких сплавов на основе никеля является нихром, который по своим свойствам превосходит лучшие жаропрочные стали. В данном случае речь идет именно о жаростойкости (жаростойкость характеризует сопротивление металлов и сплавов газовой коррозии при высоких температурах) нихрома, которую не следует путать с жаропрочностью (жаропрочность — способность сталей и сплавов выдерживать механические нагрузки при высоких температурах в течение определенного времени). В отличие от коррозионностойкой нержавеющей стали, нихромы не имеют достаточной механической прочности, чтобы в течение продолжительного времени работать в нагруженном состоянии, из них нельзя штамповать или точить детали, зато они чрезвычайно жаростойки и пластичны, поэтому отлично подходят для производства большого спектра высокоэффективных нагревательных элементов.

К примеру, 60-процентная массовая доля никеля в составе нихрома марки ХН60Ю обеспечивает ему возможность длительной работы в агрессивной окислительной среде (в азоте, аммиаке и др.) при рабочей температуре до 1150°С, а температура плавления этого материала составляет 1390°С. В свою очередь рабочая температура нихрома марки Х20Н80 достигает 1250°С. Здесь следует заострить внимание на том, что никелевые жаростойкие сплавы чаще всего производят в виде полуфабрикатов — проволоки и ленты, поэтому рабочая температура детали из нихрома будет зависеть еще и от диаметра проволоки или сечения ленты.

Стоимость жаро- и коррозионностойких сталей и сплавов

Поскольку коррозионностойкие стали и жаростойкие сплавы в плане их применения имеют мало точек пересечения, т.к. каждый материал обладает своей специфической нишей, сравнивать стоимость материалов было бы не совсем корректно. И, тем не менее, для полноты и объективности данного обзора отметим, что килограмм обыкновенной коррозионностойкой стали аустенитного класса стоит в 20 раз дешевле килограмма жаростойкого сплава. Такое положение дел обусловлено дефицитом и высокой стоимостью никеля. Несмотря на это жаростойкие сплавы пользуются неизменным и стабильным спросом на рынке, оставаясь незаменимыми во многих сферах, тем более, что их ближайшие аналоги, например, кобальтовые сплавы, стоят еще дороже, причем настолько, что их используют только в исключительных случаях.

Области применения

Количество жаростойких изделий, для производства которых применяется коррозионностойкая нержавеющая сталь сложно перечислить в рамках одной статьи. В их числе элементы аппаратов и сосудов для кислот, щелочей и солевых растворов различной концентрации, арматура, теплообменники и трубы, предназначенные для работы в условиях слабоагрессивных сред, детали и корпуса пищевого и химического оборудования, печей, турбин, двигателей машин, самолетов. Разумеется, нержавеющая сталь незаменима при изготовлении посуды и медицинских биксов (стерилизационных емкостей).

Реактор для химической промышленности

Сфера использования сплавов на основе никеля (нихромов) обусловлена не только их уникальной коррозионной и жаростойкостью, устойчивостью к большому спектру химических воздействий (окислению), но и высокой пластичностью. Из нихромовой проволоки изготавливают нагревательные элементы для лабораторных и промышленных печей, реостатов, сушильных аппаратов, электротермического и кухонного оборудования (в том числе бытового), резисторы, нити электронных сигарет и многое другое.

телефоны:
8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95

Лист жаростойкий 20Х23Н18 в промышленности

Нержавеющая сталь широко применяется во многих сферах деятельности человека. Материал отличается высокой прочностью, устойчивостью к воздействию коррозии. При добавлении в состав стали легирующих веществ она может значительно изменять свои химико-физические свойства. Например, жаропрочная нержавейка выдерживает высокие температуры, не деформируясь и не разрушаясь. Из такой марки стали производят разнообразный металлопрокат профильного назначения.

Марки жаропрочной стали и их особенности

Существует два наиболее востребованных типа жаростойкой нержавейки, отличающиеся количеством и типов добавок, свойствами. Марка 10Х23Н18 является высоколегированной. Включает высокое количество хрома, никеля, марганца (не более 2%), кремния (не более 2%). Дополнительно в состав сплава входят медь, титан, фосфор и сера. Применяется для производства металлопроката, переносимого воздействие температуры порядка 1000 градусов.

Еще одна марка жаропрочной нержавеющей стали — 20Х23Н18. Она отличается повышенной механической, химической и биологической устойчивостью. В состав сплава включены хром (22-25%), никель (от 12 до 15%), кремний (не более 1%). Также имеется в сплаве малое количество серы, фосфора, молибдена, углерода. Из стали 20Х23Н18 производят большое количество сложнолегированного металлопроката. Одними из самых покупаемых изделий являются листы и полосы. Ознакомиться с особенностями проката и изучить его преимущества можно на странице компании «Auremo» — http://www.auremo.org/20x23n18-list.html, где дополнительно указаны и особые свойства самого сплава.

Сферы применения жаропрочной стали

Устойчивость к воздействию температур 1000-1100 градусов позволяет применять листы нержавеющей стали для производства разнообразных промышленных станков. Используется металлопрокат при изготовлении специальных печей, применяемых для обработки и литья плавких металлов. Подходит жаропрочная нержавеющая сталь и в таких промышленных сферах:

1. В автомобилестроении.

Для производства небольших деталей, корпусов внутренних блоков механизмов. Используется для изготовления запчастей моторов для спецтехники и спортивных моделей (требующих износостойкости и жаростойкости применяемых деталей).

Наиболее востребованы жаростойкие металлы именно в авиации. Из долговечного металлопроката производят турбины, поршневые моторы. Качественная работа изделий обуславливается высокой устойчивостью к коррозии, сохранением целостности после долгих лет эксплуатации.

3. В пищевой промышленности.

В цехах по переработке и изготовлению продукции применяются специальные установки и конвейеры. Воздействие высоких температур для обработки сырья позволяет повысить качество производства, изготавливать продукцию, полностью соответствующую стандартам. Из жаропрочных листов заготавливают специальные емкости, в которых происходит термическая обработка продуктов.

4. В нефтегазовой промышленности.

Из жаропрочных листов изготавливаются турбинные установки, которые используются для добычи и переработки нефтепродуктов. Устойчивость к воздействию таких сред позволяет изделиям долго сохранять первичное состояние. Часто используется сложнолегированная сталь для изготовления буровых станций, а также емкостей, предназначенных для транспортировки или хранения нефтепродуктов.

5. В химической промышленности.

Устойчивость к воздействию агрессивных сред допускает использование жаростойкой стали для изготовления установок, емкостей, приборов, применяемых в хим. промышленности. Подходят изделия для проведения исследований, изучения особо опасных веществ. Могут применяться жаростойкие лисы и для изготовления конструкций, используемых в радиоактивной среде.

Немаловажно применение жаропрочной и жаростойкой нержавейки в медицине. Из листов и других видов заготовок производятся современные инструменты, изготавливаются детали для медицинского оборудования. Важными такие изделия являются в сфере научных исследований. Дополнительно используются сплавы и в сфере энергетики при производстве отопительных систем, котлов и нагнетающих установок. Незаменимы в промышленном строительстве.

Автор: Администрация

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Марки нержавеющей стали для пищевой промышленности

Как такового, официального понятия «пищевая нержавейка» не существует. Пищевой нержавейкой в обиходе называют некоторые марки нержавеющей стали, которые используются при изготовлении приборов, механизмов и оборудования, предназначенного для контакта с продуктами питания. Эти марки нержавейки и называют «пищевыми», когда речь заходит о выборе марок нержавеющей стали.

Содержание

Требования, предъявляемые к нержавеющим металлам, контактирующими с пищевым сырьем и продуктами питания

Постоянный контакт с пищевым сырьем и готовыми продуктами предъявляет к пищевой нержавейке особые требования:

качественная пищевая нержавейка имеет хорошую коррозионную стойкость и устойчивость к химически агрессивным средам;
пищевая нержавеющая сталь износостойкая, устойчива к механическим повреждениям покрытия (появлению трещин, царапин, сколов) в течение всего времени, пока эксплуатируется деталь или оборудование;
пищевая нержавеющая сталь нетоксична, не содержит вредных для здоровья примесей, особенно если она используется при производстве продуктов питания.

Маркировка нержавеющей стали для пищевой промышленности

Нержавеющий металлопрокат импортируется в Беларусь из России, Китая, стран Евросоюза и других, где производство нержавеющих сплавов регламентируется внутренними системами стандартизации.

Общая информация о нержавеющих сталях и сплавах не является альтернативой действующей нормативно-технической документации (ГОСТам и Техническим Условиям) и изложена для общего ознакомления. В таблице указаны марки стали согласно ГОСТ и их зарубежные аналоги, используемые для производства нержавеющего металлопроката, которые подходят под определение «пищевая нержавейка».

Разработанная еще Советском Союзе система маркировки нержавеющей стали согласно ГОСТу 5632-72 используется для обозначения марок производителями стран, входящих состав СНГ. Формула марки стали состоит из буквенно-цифровых символов, буквы обозначают химический элемент в составе сплава, цифры его количественное содержание.

Стандарты: AISI, ASTM, ASME, AMS применяют производители США. Классификация легированных коррозионностойких марок AISI разработана Американским институтом стали и сплавов. Нержавейка из Европы может классифицироваться как по национальным стандартам производителей (Германия, Австрия, Франция, Италия, Польша), так и по общему стандарту Европейского Союза (European norm — EN 10088). Собственные стандарты маркировки нержавеющей стали имеют производители металлопроката Японии и Китая.

Приведенные в таблице стали AISI и EN соответствуют российским аналогам по свойствам и очень близки по химическому составу сплава.

AISI США	ГОСТ Россия	EN 10088
AISI 304	08Х18Н10	1.4301
AISI 316	03Х17Н14М2	1,4401
AISI 316L	03Х17Н14М3	1.4435
AISI 316Ti	10Х17Н13М2Т	1.4571
AISI 321	12Х18Н10Т	1.4541

Химический состав AISI 304 и аналогов

Нержавеющая сталь AISI 304 относится к классу коррозионно-стойких, жаропрочных сталей. Температурный диапазон, в котором возможно использовать сталь AISI 304 без изменения основных свойств от -196 до +600 °С. Закалка нержавеющей стали AISI 304 осуществляется при температуре 1020 – 1100°С. Свариваемость стали: без ограничений.

Химический состав AISI 321 и аналогов

Нержавеющая сталь AISI 321 отличается хорошей свариваемостью при более высокой температуре, чем не содержащие титана марки стали. Сварочные швы требуют минимальной постобработки.

Химический состав AISI 316 и аналогов

Наличие молибдена в составе нержавеющей стали Aisi 316 значительно повышает ее антикоррозийные свойства, благодаря чему эксплуатация возможна даже в очень агрессивных средах. Нержавеющая сталь AISI 316, 316L отличается от стали 304 AISI повышенной прочностью, сопротивляемостью к ползучести, превосходными механическими свойствами.

Химический состав AISI 316Ti и аналогов

Физические свойства нержавеющей стали AISI 316Ti мало отличаются от свойств нержавейки AISI 316, AISI 316Ti имеет большую прочность из-за присутствующего в её составе титана.

Пищевая и непищевая нержавейка, разница в составе сплавов

Для понимания чем отличается пищевая нержавейка от обычной непищевой необходимо выяснить, какие элементы влияют на коррозионостойкость нержавеющих металлов.

Самые дешевые технические ферритные или хромистые сплавы – магнитные и сходны по свойствам с низкоуглеродистой сталью, но обладают более высокой коррозионной стойкостью. Наиболее распространённые марки ферритной нержавейки имеют низкое содержание углерода, в среднем содержат 11-17% хрома. Эти марки устойчивым к коррозии при не продолжительном контакте со слабоагрессивными средами.

Хромистые российские марки стали и их зарубежные аналоги 08Х13 (AISI 409), 12х13 (AISI 410), 12Х17 (AISI 430) применяется в химической и тяжёлой промышленностях, а также при изготовлении отопительного оборудования. Данные стали характеризуются сочетанием высокой прочности и пластичности, отлично поддаются механической обработке — пластической деформации, штамповке.

Мартенситные марки нержавейки и их аналог по американской классификации – 20Х13, 30Х13, 40Х13 (AISI 420) плохо свариваются. Чаще всего из них изготавливают рессоры, измерительные и режущие инструменты.

Самыми распространенными на рынке металлопроката являются нержавеющие хромоникелевые стали. В зависимости от химического состава легирующих элементов они могут быть с аустенитной, аустенитно-ферритной и аустенитно-мартенситной структурой. Свойства этих нержавеющих металлов зависят от процентного содержания железа (Fe), хрома (Cr), никеля (Ni), молибдена (Mo) и титана (Ti) и других присадочных элементов. Несмотря на некоторые качественные различия все ниже перечисленные марки стали используются на пищевых и перерабатывающих предприятиях.